CN108213087A - 一种分散cvc工作辊窜辊位置的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于轧制过程自动控制技术领域，特别涉及一种分散CVC(Continuously Variable Crown)工作辊窜辊位置的方法。针对连续轧制相同或相似规格带钢时出现的CVC工作辊窜辊位置集中的现象，根据第k(k≥2)块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值与第k‑1块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值、窜辊极限值关系的不同，执行相应的CVC工作辊窜辊优化策略，在保证带钢的凸度满足要求的前提下，得出对应的窜辊位置的优化值，最终达到分散CVC工作辊窜辊位置的目的。在模型计算值的基础之上采用随机优化窜辊步长对CVC工作辊的窜辊位置进行优化，易于实现现场应用，其可以达到的效果相当于在小范围内循环窜辊，可以有效的分散CVC工作辊的窜辊位置，且保证带钢的凸度满足要求。
Description
技术领域
本发明属于轧制过程自动控制技术领域，特别涉及一种分散CVC(ContinuouslyVariable Crown)工作辊窜辊位置的方法。
背景技术
目前，CVC技术已广泛应用于热轧带钢领域。带钢轧制过程中为了达到设定的目标辊缝凸度，通过CVC工作辊轴向横移(可以获得凸度连续变化的辊缝形状)并结合工作辊液压弯辊技术，最终达到有效控制带钢板形的目的。虽然CVC工作辊给实际生产带来诸多好处，但在应用过程中也存在相应问题。在一个辊役周期内，当连续轧制相同或相似规格的带钢时，CVC工作辊横移到某一窜辊位置之后，因为轧辊热膨胀处于相对稳定状态，造成CVC工作辊的窜辊位置集中在某一窜辊位置附近，不做进一步主动的改变。CVC工作辊窜辊集中的现象造成工作辊与带钢边部接触的区域产生严重的不均匀磨损，不仅缩短CVC工作辊的换辊周期使生产效率降低，也缩短CVC工作辊的使用寿命使生产成本提高；同时也影响热轧带钢的板形控制水平，使带钢出现局部高点缺陷，给企业带来巨大的经济损失。
发明内容
针对连续轧制相同规格或相似规格带钢时出现的CVC工作辊窜辊位置集中的问题，本发明提出一种分散CVC工作辊窜辊位置的方法，即在轧制过程中，当发生CVC工作辊窜辊集中时，结合工作辊液压弯辊技术对CVC工作辊的窜辊位置进行优化，以达到分散CVC工作辊窜辊位置的目的。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种分散CVC工作辊窜辊位置的方法，包括以下步骤：
步骤1：确定轧机工艺参数，包括CVC工作辊弯辊力正极限值Fbmax，CVC工作辊弯辊力负极限值Fbmin，CVC工作辊窜辊正极限值Smax，CVC工作辊窜辊负极限值Smin；确定CVC工作辊窜辊方向与辊缝凸度变化趋势之间的关系，即CVC工作辊正窜时，工作辊之间的辊缝凸度是增大还是减小(本发明中，假设CVC工作辊正窜时辊缝凸度减小)。
步骤2：一个CVC工作辊服役期开始后，第k(k＝1)块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k)等于板形模型计算值Scal(k)，即Sset(k)＝Scal(k)。此时，不对CVC工作辊的窜辊位置进行优化。
步骤3：轧制第k(k≥2)块带钢时，判断第k块与第k-1块带钢的规格是否相同或相近(主要是宽度规格是否相同或相近)；同时比较第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)与第k-1块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k-1)，判断是否出现CVC工作辊窜辊位置集中的现象，即是否满足|Sset(k-1)-Scal(k)|≤β，
步骤4：如果不满足第k(k≥2)块与第k-1块带钢的规格相同或相近且出现CVC工作辊窜辊位置集中现象的条件，则第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k)等于板形模型计算值Scal(k)，即Sset(k)＝Scal(k)。此时，不对CVC工作辊的窜辊位置进行优化。
步骤5：如果第k(k≥2)块与第k-1块带钢的规格相同或相近且出现CVC工作辊窜辊位置集中的现象，则根据第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)与第k-1块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k-1)、CVC工作辊窜辊极限值Smax、Smin之间关系的不同，执行不同的CVC工作辊窜辊优化策略，其具体过程如下：
步骤5.1：如果满足：(1)第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)位于CVC工作辊窜辊正极限值Smax附近，即Smax-δ＜Scal(k)≤Smax，(2)Scal(k)小于或等于第k-1块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k-1)或者Scal(k)＞Sset(k-1)且Scal(k)-Sset(k-1)≤ε，此时，在Scal(k)的基础上朝负极限窜辊位置方向窜动一个随机优化窜辊步长randomstep(0)，得到第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置优化值Sopt(0)(k)，即Sopt(0)(k)＝Scal(k)-randomstep(0)。
步骤5.2：如果满足：(1)第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)位于CVC工作辊窜辊正极限值Smax附近，即Smax-δ＜Scal(k)≤Smax，(2)Scal(k)大于第k-1块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k-1)且Scal(k)-Sset(k-1)＞ε，此时，第k块带钢的随机优化窜辊步长randomstep(0)＝0，CVC工作辊窜辊位置的设定值等于窜辊位置优化值等于模型计算值，即Sset(k)＝Sopt(0)(k)＝Scal(k)，不对CVC工作辊的窜辊位置进行优化。
步骤5.3：如果满足：(1)第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)位于CVC工作辊窜辊负极限值Smin附近，即Smin≤Scal(k)＜Smin+δ，(2)Scal(k)大于或等于第k-1块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k-1)或者Scal(k)＜Sset(k-1)且Sset(k-1)-Scal(k)≤ε，此时，在Scal(k)的基础上朝正极限窜辊位置方向窜动一个随机优化窜辊步长randomstep(0)，得到第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置优化值Sopt(0)(k)，即Sopt(0)(k)＝Scal(k)+randomstep(0)。
步骤5.4：如果满足：(1)第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)位于CVC工作辊窜辊负极限值Smin附近，即Smin≤Scal(k)＜Smin+δ，(2)Scal(k)小于第k-1块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k-1)且Sset(k-1)-Scal(k)＞ε，此时，第k块带钢的随机优化窜辊步长randomstep(0)＝0，CVC工作辊窜辊位置的设定值等于窜辊位置优化值等于模型计算值，即Sset(k)＝Sopt(0)(k)＝Scal(k)，不对CVC工作辊的窜辊位置进行优化。
步骤5.5：如果满足：(1)第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)位于窜辊行程的中间区域，即Smin+δ≤Scal(k)≤Smax-δ，(2)Scal(k)小于或等于第k-1块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k-1)。此时，在Scal(k)的基础上朝负极限窜辊位置方向窜动一个随机优化窜辊步长randomstep(0)，得到第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的优化值Sopt(0)(k)，即Sopt(0)(k)＝Scal(k)-randomstep(0)。
步骤5.6：如果满足：(1)第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)位于窜辊行程的中间区域，即Smin+δ≤Scal(k)≤Smax-δ，(2)Scal(k)大于第k-1块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k-1)。此时，在Scal(k)的基础上朝正极限窜辊位置方向窜动一个随机优化窜辊步长randomstep(0)，得到第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置优化值Sopt(0)(k)，即Sopt(0)(k)＝Scal(k)+randomstep(0)。
步骤6：利用第k(k≥2)块带钢的CVC工作辊窜辊位置的优化值Sopt(0)(k)，通过板形模型计算得出Sopt(0)(k)处对应的CVC工作辊弯辊力Fb(0)(k)，并判断Fb(0)(k)是否在CVC工作辊弯辊力的限定范围内，即是否满足Fbmin＜Fb(0)(k)＜Fbmax。
步骤7：如果Fb(0)(k)满足CVC工作辊弯辊力的限制条件：Fbmin＜Fb(0)(k)＜Fbmax，则将第k(k≥2)块带钢的CVC工作辊窜辊位置的优化值Sopt(0)(k)作为设定值Sset(k)下发，即Sset(k)＝Sopt(0)(k)。
步骤8：如果Fb(0)(k)不满足CVC工作辊弯辊力的限制条件：Fbmin＜Fb(0)(k)＜Fbmax，则需重新对第k(k≥2)块带钢的CVC工作辊的窜辊位置进行优化，其具体过程如下：
步骤8.1：如果满足：(1)优化CVC工作辊窜辊位置的窜辊方向为朝向正极限窜辊位置；(2)CVC工作辊的弯辊力Fb(0)(k)达到正极限值Fbmax，即满足Fb(0)(k)≥Fbmax。此时，将第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的优化值Sopt(0)(k)作为设定值Sset(k)下发，即Sset(k)＝Sopt(0)(k)。
步骤8.2：如果满足：(1)优化CVC工作辊窜辊位置的窜辊方向为朝向正极限窜辊位置；(2)CVC工作辊的弯辊力Fb(0)(k)达到负极限值Fbmin，即满足Fb(0)(k)≤Fbmin。此时，调整随机优化窜辊步长，调整后的随机优化窜辊步长等于当前随机优化窜辊步长减1，即randomstep(i)＝randomstep(i-1)-1，(1≤i≤randomstep(0)+1，i为随机优化窜辊步长调整次数)。进而得出新的CVC工作辊窜辊位置优化值Sopt(i)(k)，(1≤i≤randomstep(0))，即Sopt(i)(k)＝Scal(k)+randomstep(i)。然后计算CVC工作辊窜辊位置优化值Sopt(i)(k)处对应的CVC工作辊弯辊力Fb(i)(k)，(1≤i≤randomstep(0))。如果Fb(i)(k)在弯辊力限定范围内，则将对应的CVC工作辊窜辊优化值Sopt(i)(k)作为设定值下发，即Sset＝Sopt(i)(k)；如果Fb(i)(k)仍然满足Fb(i)(k)≤Fbmin，继续调整随机优化窜辊步长，当randomstep(i)＜0时，将第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)作为设定值Sset(k)下发，即Sset(k)＝Scal(k)。
步骤8.3：如果满足：(1)优化CVC工作辊窜辊位置的窜辊方向为朝向负极限窜辊位置；(2)CVC工作辊的弯辊力Fb(0)(k)达到正极限值Fbmax，即满足Fb(0)(k)≥Fbmax。此时，调整随机优化窜辊步长，调整后的随机优化窜辊步长等于当前随机优化窜辊步长减1，即randomstep(i)＝randomstep(i-1)-1，(1≤i≤randomstep(0)+1，i为随机优化窜辊步长调整次数)。进而得出新的CVC工作辊窜辊位置优化值Sopt(i)(k)，(1≤i≤randomstep(0))，即Sopt(i)(k)＝Scal(k)-randomstep(i)。然后计算CVC工作辊窜辊位置的优化值Sopt(i)(k)处对应的CVC工作辊弯辊力Fb(i)(k)，(1≤i≤randomstep(0))。如果Fb(i)(k)在弯辊力限定范围内，则将对应的CVC工作辊窜辊优化值Sopt(i)(k)作为设定值下发，即Sset＝Sopt(i)(k)；如果Fb(i)(k)仍然满足Fb(i)(k)≥Fbmax，继续调整随机优化窜辊步长，当randomstep(i)＜0时，将第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置模型计算值Scal(k)作为设定值Sset(k)下发，即Sset(k)＝Scal(k)。
步骤8.4：如果满足：(1)优化CVC工作辊窜辊位置的窜辊方向为朝向负极限窜辊位置；(2)CVC工作辊的弯辊力Fb(0)(k)达到负极限值Fbmin，即满足Fb(0)(k)≤Fbmin。此时，将第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的优化值Sopt(0)(k)作为设定值Sset(k)下发，即Sset(k)＝Sopt(0)(k)。
本发明优点及有益效果如下：
1、本发明方法应用简单，其是在模型计算得出CVC工作辊窜辊位置的基础上采用随机优化窜辊步长对CVC工作辊窜辊位置进行优化。
2、本发明方法效果显著，可以使CVC工作辊的窜辊位置分布于以模型计算值为中心，以两倍最大随机优化窜辊步长为范围的区域内，其效果相当于在该区域内循环窜辊，可以达到分散CVC工作辊窜辊位置的目的；CVC工作辊窜辊位置的优化结果所对应的CVC工作辊弯辊力均在弯辊力限定范围内，因此本发明方法可以在保证带钢凸度满足要求的前提下达到分散CVC工作辊窜辊位置的目的。
附图说明
图1为本发明一种分散CVC工作辊窜辊位置的方法的流程图；
图2为本发明实施过程中第四机架(F4)CVC工作辊窜辊位置的模型计算值、优化值以及上块带钢CVC工作辊实际窜辊位置之间的对比示意图；
图3为本发明实施过程中第四机架(F4)CVC工作辊窜辊位置的模型计算值与上块带钢窜辊位置之差和CVC工作辊窜辊位置的优化值与上块带钢窜辊位置之差的对比示意图；
图4为本发明实施过程中第四机架(F4)CVC工作辊实际窜辊情况的示意图；
图5为本发明实施过程中第四机架(F4)CVC工作辊窜辊位置优化值处对应的弯辊大小的示意图。
具体实施方式
在具体实施过程中，如图1所示，本发明为一种分散CVC工作辊窜辊位置的方法，包括以下步骤：
步骤一、确定轧机工艺参数，包括CVC工作辊弯辊力的限定范围，CVC工作辊的窜辊行程；确定CVC工作辊窜辊方向与辊缝凸度变化趋势之间的关系。
步骤二、一个CVC工作辊服役期开始后，不对第1块带钢的CVC工作辊窜辊位置进行优化，即第1块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值等于模型计算值。
步骤三、轧制第k(k≥2)块带钢时，判断是否满足：(1)相邻两块带钢的规格相同或相近；(2)出现CVC工作辊窜辊位置集中的现象。
步骤四、如果不满足相邻两块带钢的规格相同或相近且出现CVC工作辊窜辊位置集中现象的条件，则不对CVC工作辊窜辊位置进行优化，即CVC工作辊窜辊位置的设定值等于模型计算值。
步骤五、如果相邻两块带钢的规格相同或相近且出现CVC工作辊窜辊位置集中的现象，则执行相应的CVC工作辊窜辊优化策略，得出CVC工作辊窜辊位置的优化值。
步骤六、通过板形模型计算得出第k(k≥2)块带钢的CVC工作辊窜辊位置的优化值处对应的CVC工作辊弯辊力的大小，并判断该弯辊力的大小是否在弯辊力的限定范围内。
步骤七、如果第k(k≥2)块带钢的CVC工作辊窜辊位置的优化值处对应的CVC工作辊弯辊力的大小在弯辊力限定范围内，则将CVC工作辊窜辊位置的优化值作为设定值下发。
步骤八、如果第k(k≥2)块带钢的CVC工作辊窜辊位置的优化值处对应的CVC工作辊弯辊力的大小不在弯辊力限定范围内，则执行相应的CVC工作辊窜辊优化策略，重新对第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置进行优化。
下面，结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例
本实施例中，某1780mm热轧带钢产线的精轧机组由七架轧机组成，前四架轧机(F1～F4)采用CVC工作辊，后三架轧机(F5～F7)采用普通平辊。本实施例是对前四机架CVC工作辊的窜辊位置进行优化。
如图1所示，本实施例一种分散CVC工作辊窜辊位置的方法，包括以下步骤：
步骤1：确定CVC轧机的工艺参数，包括窜辊行程、弯辊力范围等，具体如下，(1)F1～F4机架CVC工作辊弯辊力正极限值Fbmax＝2300kN，(2)F1～F4机架CVC工作辊弯辊力负极限值Fbmin＝0kN，(3)F1、F2机架CVC工作辊窜辊正极限值Smax＝100mm，(4)F1、F2机架CVC工作辊窜辊负极限值Smin＝-100mm，(5)F3、F4机架CVC工作辊窜辊正极限值Smax＝119mm，(6)F3、F4机架CVC工作辊窜辊负极限值Smin＝-119mm；确定CVC工作辊窜辊方向与辊缝凸度变化趋势之间的关系：CVC工作辊正窜时，工作辊之间的辊缝凸度随之减小。
步骤2：一个CVC工作辊服役期开始后，第1块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(1)等于板形模型计算值Scal(1)，即Sset(1)＝Scal(1)。此时，不对CVC工作辊的窜辊位置进行优化。
步骤3：轧制第k(k≥2)块带钢时，判断第k块与第k-1块带钢的规格是否相同或相近(主要是宽度规格差值是否在±6mm范围内)；同时，比较第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)与第k-1块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k-1)，判断是否出现CVC工作辊窜辊位置集中的现象，即是否满足|Sset(k-1)-Scal(k)|≤β(β＝10mm)。
步骤4：如果不满足第k(k≥2)块与第k-1块带钢的规格相同或相近且出现CVC工作辊窜辊位置集中现象的条件，则第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k)等于板形模型计算值Scal(k)，即Sset(k)＝Scal(k)。此时，不对CVC工作辊的窜辊位置进行优化。
步骤5：如果第k(k≥2)块与第k-1块带钢的规格相同或相近且出现CVC工作辊窜辊位置集中的现象，则根据第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)与第k-1块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k-1)、CVC工作辊窜辊极限值Smax、Smin之间关系的不同，执行不同的CVC工作辊窜辊优化策略，其具体过程如下：
步骤5.1：如果满足：(1)第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)位于CVC工作辊窜辊正极限值Smax附近，即Smax-δ＜Scal(k)≤Smax，(δ＝10mm)；(2)Scal(k)小于或等于第k-1块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k-1)或者Scal(k)＞Sset(k-1)且Scal(k)-Sset(k-1)≤ε，(ε＝2mm)。此时，在Scal(k)的基础上朝负极限窜辊位置方向窜动一个随机优化窜辊步长randomstep(0)，(4mm≤randomstep(0)≤9mm)，得到第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置优化值Sopt(0)(k)，即Sopt(0)(k)＝Scal(k)-randomstep(0)。
步骤5.2：如果满足：(1)第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)位于CVC工作辊窜辊正极限值Smax附近，即Smax-δ＜Scal(k)≤Smax，(δ＝10mm)；(2)Scal(k)大于第k-1块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k-1)且Scal(k)-Sset(k-1)＞ε，(ε＝2mm)。此时，第k块带钢的随机优化窜辊步长randomstep(0)＝0，CVC工作辊窜辊位置的设定值等于窜辊位置优化值等于模型计算值，即Sset(k)＝Sopt(0)(k)＝Scal(k)，不对CVC工作辊的窜辊位置进行优化。
步骤5.3：如果满足：(1)第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)位于CVC工作辊窜辊负极限值Smin附近，即Smin≤Scal(k)＜Smin+δ，(δ＝10mm)；(2)Scal(k)大于等于第k-1块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k-1)或者满足Scal(k)＜Sset(k-1)且Sset(k-1)-Scal(k)≤ε，(ε＝2mm)。此时，在Scal(k)的基础上朝正极限窜辊位置方向窜动一个随机优化窜辊步长randomstep(0)，(4≤randomstep(0)≤9mm)，得到第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的优化值Sopt(0)(k)，即Sopt(0)(k)＝Scal(k)+randomstep(0)。
步骤5.4：如果满足：(1)第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)位于CVC工作辊窜辊负极限值Smin附近，即Smin≤Scal(k)＜Smin+δ，(δ＝10mm)；(2)Scal(k)小于第k-1块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k-1)且Sset(k-1)-Scal(k)＞ε，(ε＝2mm)。此时，第k块带钢的随机优化窜辊步长randomstep(0)＝0，CVC工作辊窜辊位置的设定值等于窜辊位置优化值等于模型计算值，即Sset(k)＝Sopt(0)(k)＝Scal(k)，不对CVC工作辊的窜辊位置进行优化。
步骤5.5：如果满足：(1)第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)位于窜辊行程的中间区域，即Smin+δ≤Scal(k)≤Smax-δ，(δ＝10mm)；(2)Scal(k)小于或等于第k-1块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k-1)。此时，在Scal(k)的基础上朝负极限窜辊位置方向窜动一个随机优化窜辊步长randomstep(0)，(4≤randomstep(0)≤9mm)，得到第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的优化值Sopt(0)(k)，即Sopt(0)(k)＝Scal(k)-randomstep(0)。
步骤5.6：如果满足：(1)第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)位于窜辊行程的中间区域，即Smin+δ≤Scal(k)≤Smax-δ，(δ＝10mm)；(2)Scal(k)大于第k-1块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k-1)。此时，在Scal(k)的基础上朝正极限窜辊位置方向窜动一个随机优化窜辊步长randomstep(0)，(4≤randomstep(0)≤9mm)，得到第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的优化值Sopt(0)(k)，即Sopt(0)(k)＝Scal(k)+randomstep(0)。
步骤6：利用第k(k≥2)块带钢的CVC工作辊窜辊位置的优化值Sopt(0)(k)，通过板形模型计算得出Sopt(0)(k)处对应的CVC工作辊弯辊力Fb(0)(k)，判断Fb(0)(k)是否在CVC工作辊弯辊力的限定范围内，即是否满足0kN＜Fb(0)(k)＜2300kN。
步骤7：如果Fb(0)(k)满足CVC工作辊弯辊力的限制条件：0kN＜Fb(0)(k)＜2300kN，则将第k(k≥2)块带钢的CVC工作辊窜辊位置的优化值Sopt(0)(k)作为设定值Sset(k)下发，即Sset(k)＝Sopt(0)(k)。
步骤8：如果Fb(0)(k)不满足CVC工作辊弯辊力限制条件：0kN＜Fb(0)(k)＜2300kN，则需重新对第k(k≥2)块带钢的CVC工作辊的窜辊位置进行优化，其具体过程如下：
步骤8.1：如果满足：(1)优化CVC工作辊窜辊位置的窜辊方向为朝向正极限窜辊位置；(2)CVC工作辊的弯辊力Fb(0)(k)达到正极限值2300kN，即满足Fb(0)(k)≥2300kN。此时，将第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的优化值Sopt(0)(k)作为设定值Sset(k)下发，即Sset(k)＝Sopt(0)(k)。
步骤8.2：如果满足：(1)优化CVC工作辊窜辊位置的窜辊方向为朝向正极限窜辊位置；(2)CVC工作辊的弯辊力Fb(0)(k)达到负极限值0kN，即满足Fb(0)(k)≤0kN。此时，调整随机优化窜辊步长，调整后的随机优化窜辊步长等于当前随机优化窜辊步长减1，即randomstep(i)＝randomstep(i-1)-1，(1≤i≤randomstep(0)+1，i为随机优化窜辊步长调整次数)。进而得出新的CVC工作辊窜辊位置的优化值Sopt(i)(k)，(1≤i≤randomstep(0))，即Sopt(i)(k)＝Scal(k)+randomstep(i)。然后计算CVC工作辊窜辊位置的优化值Sopt(i)(k)处对应的CVC工作辊弯辊力Fb(i)(k)，(1≤i≤randomstep(0))。如果Fb(i)(k)在弯辊力限定范围内，则将对应的CVC工作辊窜辊优化值Sopt(i)(k)作为设定值下发，即Sset＝Sopt(i)(k)；如果Fb(i)(k)仍然满足Fb(i)(k)≤0kN，继续调整随机优化窜辊步长，当randomstep(i)＜0时，将第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)作为设定值Sset(k)下发，即Sset(k)＝Scal(k)。
步骤8.3：如果满足：(1)优化CVC工作辊窜辊位置的窜辊方向为朝向负极限窜辊位置；(2)CVC工作辊的弯辊力Fb(0)(k)达到正极限值2300kN，即满足Fb(0)(k)≥2300kN。此时，调整随机优化窜辊步长，调整后的随机优化窜辊步长等于当前随机优化窜辊步长减1，即randomstep(i)＝randomstep(i-1)-1，(1≤i≤randomstep(0)+1，i为随机优化窜辊步长调整次数)。进而得出新的CVC工作辊窜辊位置的优化值Sopt(i)(k)，(1≤i≤randomstep(0))，即Sopt(i)(k)＝Scal(k)-randomstep(i)。然后计算CVC工作辊窜辊位置的优化值Sopt(i)(k)处对应的CVC工作辊弯辊力Fb(i)(k)，(1≤i≤randomstep(0))。如果Fb(i)(k)在弯辊力限定范围内，则将对应的CVC工作辊窜辊优化值Sopt(i)(k)作为设定值下发，即Sset＝Sopt(i)(k)；如果Fb(i)(k)仍然满足Fb(i)(k)≥2300kN，继续调整随机优化窜辊步长，当randomstep(i)＜0时，将第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置模型计算值Scal(k)作为设定值下发Sset(k)，即Sset(k)＝Scal(k)。
步骤8.4：如果满足：(1)优化CVC工作辊窜辊位置的窜辊方向为朝向负极限窜辊位置；(2)CVC工作辊的弯辊力Fb(0)(k)达到负极限值0kN，即满足Fb(0)(k)≤0kN。此时，将第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置优化值Sopt(0)(k)作为设定值下发，即Sset(k)＝Sopt(0)(k)。
本发明一种分散CVC工作辊窜辊位置的方法应用到某1780mm热轧带钢产线，图2与图3展示轧制各块带钢时F4机架CVC工作辊窜辊位置的优化情况。由图可以得出：在轧制25块带钢时，当不满足CVC窜辊优化条件时，F4机架CVC工作辊窜辊位置的优化值等于模型计算值(第1块、第2块、第4块、第10块、第11块、第13块、第23块、第24块)，CVC工作辊窜辊位置模型计算值与上块带钢窜辊位置之差等于CVC工作辊窜辊位置优化值与上块带钢窜辊位置之差，即不对CVC窜辊位置进行优化；当满足CVC窜辊优化条件时，通过不同的优化窜辊策略对F4机架CVC窜辊位置进行优化，CVC工作辊窜辊位置模型计算值与上块带钢窜辊位置的距离小于CVC工作辊窜辊位置优化值与上块带钢窜辊位置的距离。图4为通过实施本发明方法得到的轧制各块带钢时F4机架CVC工作辊窜辊位置的实际值(即CVC工作辊窜辊位置的设定值，也是CVC工作辊窜辊位置的优化值)，可以得出，通过实施本发明一种分散CVC窜辊位置的方法，避免相邻带钢的CVC工作辊窜辊位置重复的情况出现，较好地达到分散CVC工作辊窜辊位置的目的。图5为轧制各块带钢时F4机架CVC工作辊窜辊位置的优化值处对应的CVC工作辊弯辊力的示意图，由图可以得出，轧制各块带钢时的F4机架的弯辊力的大小均在弯辊力限定范围(0～2300kN)内，说明本发明方法在达到分散CVC工作辊窜辊位置目的的情况下，同时也保证带钢的凸度满足要求。
实施例结果表明，本发明在模型计算值的基础之上采用随机优化窜辊步长对CVC工作辊的窜辊位置进行优化，易于实现现场应用，其可以达到的效果相当于在小范围内循环窜辊，可以有效的分散CVC工作辊的窜辊位置，且可以保证带钢的凸度满足要求。
Claims (4)
1.一种分散CVC工作辊窜辊位置的方法，其特征在于，针对连续轧制相同或相似规格带钢时出现的CVC工作辊窜辊位置集中的现象，根据第k(k≥2)块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)与第k-1块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k-1)、窜辊极限值Smin、Smax关系的不同，执行相应的CVC工作辊窜辊优化策略，在保证带钢的凸度满足要求的前提下，得出对应的窜辊位置优化值，最终达到分散CVC工作辊窜辊位置的目的。
2.按照权利要求1所述的分散CVC工作辊窜辊位置的方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
步骤1：确定轧机工艺参数，包括CVC工作辊弯辊力极限值Fbmin与Fbmax，CVC工作辊窜辊极限值Smin与Smax，确定CVC工作辊窜辊方向与辊缝凸度变化趋势之间的关系；
步骤2：一个CVC工作辊服役期开始后，第1块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(1)等于模型计算值Scal(1)；
步骤3：轧制第k(k≥2)块带钢时，判断第k块与第k-1块带钢的规格是否相同或相近；同时判断是否出现CVC工作辊窜辊位置集中的现象，即是否满足|Sset(k-1)-Scal(k)|≤β，
步骤4：如果不满足第k(k≥2)块与第k-1块带钢的规格相同或相近且出现CVC工作辊窜辊位置集中现象的条件，则第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k)等于模型计算值Scal(k)；
步骤5：如果第k(k≥2)块与第k-1块带钢的规格相同或相近且出现CVC工作辊窜辊位置集中的现象，则根据Scal(k)与Sset(k-1)、Smax、Smin之间关系的不同，执行不同的CVC工作辊窜辊优化策略；
步骤6：利用板形模型计算第k(k≥2)块带钢的CVC工作辊窜辊位置优化值Sopt(0)(k)处的CVC工作辊弯辊力Fb(0)(k)，判断Fb(0)(k)是否满足弯辊力限制条件：Fbmin＜Fb(0)(k)＜Fbmax；
步骤7：如果Fb(0)(k)满足CVC工作辊弯辊力的限制条件，则第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k)等于工作辊窜辊位置优化值Sopt(0)(k)；
步骤8：如果Fb(0)(k)不满足CVC工作辊弯辊力的限制条件，则需重新对第k(k≥2)块带钢的CVC工作辊的窜辊位置进行优化。
3.按照权利要求1所述的分散CVC工作辊窜辊位置的方法，其特征在于，步骤5中，执行不同的CVC工作辊窜辊优化策略，其具体过程如下：
步骤5.1：如果第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)满足条件：(1)Smax-δ＜Scal(k)≤Smax，(2)Scal(k)≤Sset(k-1)或者Scal(k)＞Sset(k-1)且Scal(k)-Sset(k-1)≤ε，此时，在Scal(k)的基础上负向窜动一个随机优化窜辊步长randomstep(0)，得到第k块带钢的窜辊位置优化值Sopt(0)(k)；
步骤5.2：如果第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)满足条件：(1)Smax-δ＜Scal(k)≤Smax，(2)Scal(k)＞Sset(k-1)且Scal(k)-Sset(k-1)＞ε，此时，随机优化窜辊步长为0，第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值等于模型计算值等于窜辊位置优化值，即不对CVC工作辊的窜辊位置进行优化；
步骤5.3：如果第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)满足条件：(1)Smin≤Scal(k)＜Smin+δ，(2)Scal(k)≥Sset(k-1)或者Scal(k)＜Sset(k-1)且Sset(k-1)-Scal(k)≤ε，此时，在Scal(k)的基础上正向窜动一个随机优化窜辊步长randomstep(0)，得到第k块带钢的窜辊位置优化值Sopt(0)(k)；
步骤5.4：如果第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)满足条件：(1)Smin≤Scal(k)＜Smin+δ，(2)Scal(k)＜Sset(k-1)且Sset(k-1)-Scal(k)＞ε，此时，随机优化窜辊步长为0，第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值等于模型计算值等于窜辊位置优化值，即不对CVC工作辊的窜辊位置进行优化；
步骤5.5：如果第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)满足条件：(1)Smin+δ≤Scal(k)≤Smax-δ，(2)Scal(k)≤Sset(k-1)；此时，在Scal(k)的基础上负向窜动一个随机优化窜辊步长randomstep(0)，得到第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的优化值Sopt(0)(k)；
步骤5.6：如果第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的模型计算值Scal(k)满足条件：(1)Smin+δ≤Scal(k)≤Smax-δ，(2)Scal(k)＞Sset(k-1)；此时，在Scal(k)的基础上正向窜动一个随机优化窜辊步长randomstep(0)，得到第k块带钢的工作辊窜辊位置优化值Sopt(0)(k)。
4.按照权利要求1所述的分散CVC工作辊窜辊位置的方法，其特征在于，步骤8中，重新对第k(k≥2)块带钢的CVC工作辊的窜辊位置进行优化，其具体过程如下：
步骤8.1：如果满足：(1)优化窜辊的方向为朝向正极限窜辊位置；(2)CVC工作辊的弯辊力满足Fb(0)(k)≥Fbmax；此时，第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k)等于工作辊窜辊位置优化值Sopt(0)(k)；
步骤8.2：如果满足：(1)优化窜辊的方向为朝向正极限窜辊位置；(2)CVC工作辊的弯辊力Fb(0)(k)满足Fb(0)(k)≤Fbmin；此时，对随机优化窜辊步长进行调整，调整后的随机优化窜辊步长等于当前随机优化窜辊步长减去1，即randomstep(i)＝randomstep(i-1)-1，1≤i≤randomstep(0)+1，i为随机优化窜辊步长的调整次数；进而得出新的CVC工作辊窜辊位置优化值Sopt(i)(k)，(1≤i≤randomstep(0))，即Sopt(i)(k)＝Scal(k)+randomstep(i)；然后计算Sopt(i)(k)处对应的工作辊弯辊力Fb(i)(k)，(1≤i≤randomstep(0))；如果Fb(i)(k)在弯辊力限定范围内，则Sset＝Sopt(i)(k)；如果Fb(i)(k)仍满足Fb(i)(k)≤Fbmin，继续调整随机优化窜辊步长，当randomstep(i)＜0时，则Sset(k)＝Scal(k)；
步骤8.3：如果满足：(1)优化窜辊的方向为朝向负极限窜辊位置；(2)CVC工作辊的弯辊力Fb(0)(k)满足Fb(0)(k)≥Fbmax；此时，对随机优化窜辊步长进行调整，调整后的随机优化窜辊步长等于当前随机优化窜辊步长减去1，即randomstep(i)＝randomstep(i-1)-1，1≤i≤randomstep(0)+1，i为随机优化窜辊步长的调整次数；进而得出新的CVC工作辊窜辊位置优化值Sopt(i)(k)，(1≤i≤randomstep(0))，即Sopt(i)(k)＝Scal(k)-randomstep(i)；然后计算Sopt(i)(k)处对应的工作辊弯辊力Fb(i)(k)，(1≤i≤randomstep(0))；如果Fb(i)(k)在弯辊力限定范围内，则Sset＝Sopt(i)(k)；如果Fb(i)(k)仍满足Fb(0)(k)≥Fbmax，继续调整随机优化窜辊步长，当randomstep(i)＜0时，则Sset(k)＝Scal(k)；
步骤8.4：如果满足：(1)优化窜辊的方向为朝向负极限窜辊位置；(2)CVC工作辊的弯辊力Fb(0)(k)满足Fb(0)(k)≤Fbmin；此时，第k块带钢的CVC工作辊窜辊位置的设定值Sset(k)等于工作辊窜辊位置优化值Sopt(0)(k)。
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